Was kann uns die asiatische Honigbiene Apis cerana, noch über Varroa lehren?

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1 Département fédéral de l'économie, de la formation et de la recherche DEFR Agroscope Was kann uns die asiatische Honigbiene Apis cerana, noch über Varroa lehren? Dietemann V, Page P, Lin ZG, Buawangpong N Chantawannakul P, Hu FL, Zheng HQ Neumann P I une bonne alimentation, un environnement sain

2 Ursprung und Invasion Apis mellifera Nom de la présentation Conférence natürliche Ausbreitung Apis mellifera 2

3 Ursprung und Invasion Apis mellifera Nom de la présentation Conférence natürliche Ausbreitung Apis mellifera + 8 Apis Arten in Asien Apis cerana 3

4 Ursprung und Invasion Honigbienen Handel 1850 Apis mellifera Nom de la présentation Conférence natürliche Ausbreitung Apis mellifera und Varroa destructor Apis cerana 4

5 Ursprung und Invasion Honigbienen Handel Apis mellifera Nom de la présentation Conférence wilde Populationen Apis mellifera ausgerottet Apis cerana 5

6 Ursprung und Invasion Weltweite Verbreitung V. jacobsoni Oudemans 1904 Java 6

7 Ursprung und Invasion Weltweite Verbreitung 7

8 Ursprung und Invasion Weltweite Verbreitung 8

9 Varroa, Herausforderung für die Imkerei Schaden weniger Spermien Reduzierte Langlebigkeit Gewichts Verlust Missbildungen geschrumpften Drüsen schwache Immunität Änderung Darmflora Schwäche im Herbst Sekundäre Infektionen Viren DWV ABPV in Völkerverluste involviert ZBF 9

10 Varroa, Herausforderung für die Imkerei Verursacht Völkerverluste in vielen Länder: Deutschland (Genersch et al. 2010) Österreich (Brodschneider et al. 2010) Kroatien (Gajger et al. 2010) Holland (van Dooremalen et al. 2012) Frankreich (Chauzat et al. 2010; Le Conte et al. 2010) Dänemark (Francis et al. 2013) Polen (Topolska et al. 2010) Norwegen (Dahle et al. 2010) Kanada (Guzmán-Novoa et al. 2010) USA (Schäfer et al. 2010) Belgien (Nguyen et al. 2011, van Dooremalen et al., 2012) Uruguay (Autunez et al. 2015) 10

11 Varroa, Herausforderung für die Imkerei Wie weiter? Synthetische Akarizide: hohe Wirksamkeit aber Rückstände und Resistenz organische Säure, ätherische Ole keine problematische Rückstände, keine Resistenz, aber niedrigere Wirksamkeit und aufwendig Selektion für Varroaresistenz, eine nachhaltige Lösung! Benötigt ein besseres Verständnis der natürlichen Interaktion Var./A. c. 11

12 Zurück zur Quelle Entwicklung der Kenntnisse Varroa-A. cerana Selten und ohne Fortpflanzung in Arbeiterinnenbrut - Präferenz Drohnenbrut, aber Begräbnis - Bessere Hygiene und Putztrieb nicht Varroa jacobsoni, aber Varroa destructor!!! 2006 und folgende - Diversität Haplotypen = Unterarten V. jacobsoni V. destructor 12

13 Zurück zur Quelle Entwicklung der Kenntnisse Varroa-A. cerana Thailand 77 Völker 30 Standorte 1 Varroa pro Volk ohne Angaben über Fortpflanzung Fig 2 in Warrit et al Apis cerana and Varroa collection sites in Thailand. Numbers correspond to those in Table I. Symbol shape and shading indicate A. cerana mitochondrial DNA (mtdna) lineage and species and mtdna haplotype of Varroa Nom de la présentation Conférence 13

14 Zurück zur Quelle Entwicklung der Kenntnisse Varroa-A. cerana Asien 1460 wissenschaftliche Artikel über Varroa 34 über A. cerana 25 vor 2000 Fig 1 in Navajas et al Geographical distribution of Varroa destructor mitochondrial haplotypes on Apis cerana and A.mellifera (in bold). All haplotypes were identified as V. destructor except two L1 haplotypes, which belong to V. jacobsoni (circled) from Thailand. The V. destructor Nom haplotypes de la présentation found on A. Conférence mellifera elsewhere are K1-1 and J1-1 (Solignac et al., 2005). Solid line indicates approximate range of V. 14 destructor and dotted line is that of V. jacobsoni, after Anderson and Trueman (2000) and data provided by D.L. Anderson.

15 Zurück zur Quelle Entwicklung der Kenntnisse Varroa-A. cerana die Mehrheit der Studien in Asien haben sich auf die falsche Varroa fokussiert!! Fig 1 in Navajas et al Geographical distribution of Varroa destructor mitochondrial haplotypes on Apis cerana and A.mellifera (in bold). All haplotypes were identified as V. destructor except two L1 haplotypes, which belong to V. jacobsoni (circled) from Thailand. The V. destructor Nom haplotypes de la présentation found on A. Conférence mellifera elsewhere are K1-1 and J1-1 (Solignac et al., 2005). Solid line indicates approximate range of V. 15 destructor and dotted line is that of V. jacobsoni, after Anderson and Trueman (2000) and data provided by D.L. Anderson.

16 Zurück zur Quelle Unsere Fragen? Warum findet man keine Varroa jacobsoni auf der Europäischen Honigbiene? Warum hat sich nur der Korea Haplotyp von V. destructor verbreitet? Warum pflanzt sich Varroa nicht auf A. cerana Arbeiterinnenbrut fort? Varroa destructor Korea hat sich auf Apis mellifera weltweit verbreitet. Warum nicht überall auf Apis cerana in Asien? Was bestimmt ob eine Varroa sich auf eine Bienenart sich fortpflanzt oder nicht? Ist es möglich diesen Mechanismus für die Zucht resistenter Bienen zu nutzen? 16

17 Zurück zur Quelle Thailand Apis mellifera V. destructor Korea 17

18 Zurück zur Quelle Thailand Apis mellifera V. destructor Korea Apis cerana Norden Apis cerana Süden 18

19 Zurück zur Quelle Thailand Apis mellifera V. destructor Korea Apis cerana Norden V. jacobsoni Norden Apis cerana Süden V. jacobsoni Süden V. jacobsoni Samui 19

20 Natürlicher Befall wer pflanzt sich wo fort? 3 Standorte 3-6 Völker / Standort mehrere (1-10) Varroas mit bekanntem Fortpflanzungstatus pro Volk Chiang Mai Samui Phatthalung Nom Centre de la Suisse présentation de Recherches Conférence Apicoles 20

21 Natürlicher Befall wer pflanzt sich wo fort? news-medical.net 21

22 Natürlicher Befall wer pflanzt sich wo fort? A. cerana Samui / Süden Wirte für: V. jacobsoni Samui V. jacobsoni Süden A. cerana Norden ist einen Wirt für: V. jacobsoni Norden V. destructor Korea! V. destructor China! aber nicht mehr Vietnam und Japan Typen wie in 2006 beschrieben A. mellifera ist einen Wirt für: V. destructor Korea V. jacobsoni Norden! Wirtspezifität noch wenig definiert höhere Komplexität als geahnt! Nom de la présentation Conférence Zeitliche und Räumliche Änderungen? 22

23 Natürlicher Befall wer pflanzt sich wo fort? A. cerana Samui / Süden Wirte für: V. jacobsoni Samui V. jacobsoni Süden A. cerana Norden ist einen Wirt für: V. jacobsoni Norden V. destructor Korea! V. destructor China! (nicht Vietnam, Japan) A. mellifera ist einen Wirt für: V. destructor Korea V. jacobsoni Norden! andere Haplotypen könnten auch auf A. mellifera wechseln! Nom de la présentation Conférence 23

24 Künstlicher Befall Thailand 3 Standorte 3-6 Völker / Standort Chiang Mai Künstlicher Befall von Brut - Arbeiterinnen - Drohnen Samui Phatthalung 24

25 Künstlicher Befall Thailand Nom Centre de la Suisse présentation de Recherches Conférence Apicoles 25

26 Künstlicher Befall Ohne Hygieneverhalten Volk SCHWARZE KISTE dessin Minnesota State University 26

27 Künstlicher Befall Ohne Hygieneverhalten Volk GRAUE KISTE SCHWARZE KISTE dessin Minnesota State University 28

28 Künstlicher Befall Ohne Hygieneverhalten Inkubator 34.5 C - 70%RF dessin Minnesota State University 29

29 Künstlicher Befall Fortpflanzungspotential Initiierung der Fortpflanzung = Eigelege Fortpflanzungserfolg 30

30 Künstlicher Befall Fortpflanzungspotential Es gibt Wirtspezifische Mechanismen bei Initiierung und Erfolg der Fortpflanzung V. jacobsoni vermehrt sich nicht auf A. mellifera und selten auf Arbeiterinnenbrut Wirtspezifizität ist höher bei V. jacobsoni V. destructor vermehrt sich auf beide Arten und häufig auch auf Arbeiterinnenbrut Wirtspezifizität ist niedriger bei V. destructor V. destructor war prädisponiert dafür eine invasive Art zu werden 31

31 Zurück zur Quelle Unsere Fragen Warum findet man keine Varroa jacobsoni auf der Europäischen Honigbiene? Warum hat sich nur der Korea Haplotyp von V. destructor verbreitet?? ab und zu könnte Fortpflanzung stattfinden!!! aber nicht häufig genug um Invasiv zu werden?? Populationsdynamik zu entschlüsseln ist eine grosse Herausforderung!!! 32

32 Zurück zur Quelle Unsere Fragen Warum findet man keine Varroa jacobsoni auf der Europäischen Honigbiene? Warum hat sich nur der Korea Haplotyp von V. destructor verbreitet?? Warum pflanzt sich varroa nicht auf A. cerana Arbeiterinnenbrut fort? 33

33 Zurück zur Quelle Unsere Fragen Warum findet man keine Varroa jacobsoni auf der Europäischen Honigbiene? Warum hat sich nur der Korea Haplotyp von V. destructor verbreitet?? Warum pflanzt sich varroa nicht auf A. cerana Arbeiterinnenbrut fort? Die Arbeiterinnenbrut ist für Varroa attraktiv!! Das Grund warum Varroa sich nicht auf Arbeiterinnenbrut fortpflanzt liegt anderswo A. cerana Arbeiterinnen riechen befallene Brut besser und entfernen es vom Volk Aber was ist die Rolle der Brut? 34

34 Künstlicher Befall Rolle der Brut im Hygieneverhalten Apis cerana Arbeiterinnenbrut Künstliche befallene Individuen Unbefallene Individuen Apis mellifera Arbeiterinnenbrut Künstliche befallene Individuen Unbefallene Individuen * * 35 * Kein Bild von A. mellifera vorhanden, repräsentatives Muster aus A. cerana Bilder rekonstruiert

35 Künstlicher Befall Rolle der Brut im Hygieneverhalten A. cerana A. mellifera Entwicklungsrückstand 36

36 Künstlicher Befall Rolle der Brut im Hygieneverhalten Apis cerana Arbeiterinnenbrut Künstliche befallene Individuen Unbefallene Individuen die befallene Brut stirbt schnell, sie wird bei den Arbeiterinnen aus den Volk entfernt die Fortpflanzung der Varroa ist unterbrochen! die Population des Parasiten bleibt im Volk niedrig und macht wenig Schaden 37

37 Künstlicher Befall Rolle der Brut im Hygieneverhalten Apis cerana Arbeiterinnenbrut Künstliche befallene Individuen Unbefallene Individuen Schwache Individuen können das Volk stark machen!! Eine hohe individuelle Anfälligkeit wurde in der Natur zum Wohle des Volkes selektioniert?? Ähnelt einen Aufopferung? 38 Kathy Keatley Garvey

38 Künstlicher Befall Rolle der Brut im Hygieneverhalten Die Brut stirbt in der Regel nicht, sie reift und schlüpft aus, varroa vermehrt sich schadet der jungen adulten Biene und dem Volk Apis mellifera Arbeiterinnenbrut Künstliche befallene Individuen Unbefallene Individuen * * 39 * Kein Bild von A. mellifera vorhanden, repräsentatives Muster aus A. cerana Bilder rekonstruiert

39 Künstlicher Befall individuelle Anfälligkeit Ist sie eine varroa-spezifische Reaktion? modifizierter Nadeltest: verletzen aber nicht töten! sterile Glass Kapillare 50µm Durchmesser, simuliert den Biss von Varroa ohne sekundäre Krankheits Übertragung ohne Ernährung vom Parasit 40

40 % tote Larven Künstlicher Befall individuelle Anfälligkeit Ist sie eine varroa-spezifische Reaktion? NEIN! Zheguang Lin A. cerana verletzt Nom de la présentation Conférence Zeit (Stunden) A. cerana intakt A. mellifera intakt A. mellifera verletzt 41

41 % tote Larven Künstlicher Befall individuelle Anfälligkeit Ist sie eine varroa-spezifische Reaktion? Zheguang Lin A. cerana verletzt A. mellifera verletzt A. cerana intakt A. mellifera intakt Nom de la présentation Conférence Zeit (Stunden) 42

42 Schlussfolgerung individuelle Anfälligkeit erklärt dass V. destructor Korea sich nicht auf Apis cerana Arbeiterinnenbrut fortpflanzt? warum sterben die Larven, was ist der Mechanismus? Rolle der Viren?? neu beschriebener Resistenzmechanismus von A. cerana gegen Varroa könnte als neuen Selektionsmerkmal benutzt werden! 43

43 Zurück zur Quelle Unsere Fragen? Warum findet man keine Varroa jacobsoni auf der Europäischen Honigbiene? Warum hat sich nur der Korea Haplotyp von V. destructor verbreitet? Warum pflanzt sich varroa nicht auf A. cerana Arbeiterinnenbrut fort? Varroa destructor Korea hat sich auf Apis mellifera weltweit verbreitet. Warum nicht überall auf Apis cerana in Asien? Weil die befallenen Larven sterben und die Varroa sich nicht vermehren kann! 44

44 Zusammenfassung die Interaktion zwischen Varroa Apis ist sehr komplex! Wirtspezifität ist noch wenig verstanden - aber kann zur Entwicklung von besseren Bekämpfungsmethoden beitragen Warum hat V. destructor Korea so viel Erfolg auf A. mellifera? - hat wenig Wirtspezifität und kann sich auf Arbeiterinnenbrut fortpflanzen - die Brut stirbt nicht, was die Vermehrung erlaubt! individuelle Anfälligkeit zu berücksichtigen könnte die Zucht varroaresistenter Bienen verbessern 45

45 Danksagung Dr. Paul Page Prof. Dr. Peter Neumann Institut für Bienengesundheit Zentrum für Bienenforschung Ana Paula Machado, MSc. Dr. Orlando Yanez Kaspar Roth 46

46 Danksagung Prof. Panuwan Chantawannakul, Dr Ninat Buawangpong Bee Protection Lab at Chiang Mai University 47

47 Danksagung Weerapon & Weeraya Beekeepers in South Thailand 48

48 Danksagung Prof. Fu-Liang Hu Dr. Huo-Qing Zheng Zhe-Guang Lin 49

49 Danksagung Federal Department of Economic Affairs, Education and Research EAER Agroscope Swiss Bee Research Center 50

50 Danke für die Aufmerksamkeit! 51